Файл: Калечиц И.В. Химия гидрогенизационных процессов в переработке топлив.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 11.04.2024

Просмотров: 184

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

00

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Продолжение

табл. 4

 

 

Объемная

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Давле­

Темпера­

скорость

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ние,

тура,

(проточи,

Катализаторы

 

 

 

 

 

Основные

результаты

 

 

 

 

 

 

кгс/см2

°С

уст.),

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ч-»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7-700

232-427

 

Окислы или сульфиды

При

двухступенчатом гидрокрекинге

вредное

влия­

 

 

 

Со и Ni

ние

остаточных

 

азотистых

соединений

после

первой

 

 

 

 

ступени

(при их содержании

0,0003—0,002 вес. %)

 

 

 

 

можно

компенсировать

добавками

 

галогенсодержащих

 

 

 

 

соединений типа дихлорэтана, четыреххлористого угле­

 

 

 

 

рода, mpe/71-бутилхлорида и других

в количестве 10 —

 

 

 

 

300 атомов галогена на 1 атом азота.

Отравление

ката­

 

 

 

 

лизатора уменьшилось в 2,5 раза

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Сообщается о пуске первой в мире установки «изо-

 

 

 

 

макс»

для обессеривания

котельных

топлив

(фирма

40

390-430

0,3-2,0

С0М0О4 на AI 2 O s

Idemitsu,

Япония)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Изучалось гидрообессеривание нефти

месторождения

 

 

 

 

Хафи (Ближний Восток), содержащей 2,8% серы. Сде­

 

 

 

 

лан вывод, что экономически более выгодно вести про­

 

 

 

 

цесс в мягких условиях с удалением 30—60% серы.

 

 

 

 

При

этом

расход

водорода

близок

 

к

теоретическому,

 

 

 

 

около 4 моль на 1 г-атом серы

 

(считая,

что сера

пред­

 

 

 

 

ставлена

соединениями

типа

бенз-

и

дибензтиофена).

 

 

 

 

В жестких условиях при удалении 80% серы расход

 

 

 

 

водорода возрастает до 6 моль на 1 г-атом серы. В мяг­

 

 

 

 

ких условиях соединения ванадия не разрушаются, что

 

 

 

 

увеличивает срок

службы

катализатора

 

 

процесса

 

 

 

 

Рекламируется

возможность использования

 

 

 

 

«изомакс»

для

облагораживания

нефтяных

остатков

 

 

 

 

(процесс RCD-Isomax). Так, из нефтяных

остатков, со­

 

 

 

 

держащих 3,0—4,2%

серы,

0,035—0,102%

никеля

+

 

 

 

 

+ ванадия и 42—54% асфальтенов, выход жидких

 

 

 

 

продуктов 101,9—102,6 объемн. %, в том числе 99,3—

 

 

 

 

100 объемн. %

фракции выше

177° С с

содержанием

 

 

 

 

серы 1%

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Предлагается

два

варианта

 

процесса

переработки

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

нефтяных остатков: RCD-Isomax (максимальное обес-

 

 

 

 

серивание

при незначительном

крекинге)

и BOC-Iso-

 

 

 

 

max (максимальный гидрокрекинг со значительным

 

 

 

 

обессериванием).

 

По

каждому

 

из

вариантов

пущены

 

 

 

 

промышленные установки. Так, из вакуумного

гудрона

 

 

 

 

с 5,07% серы получено в процессе RCD-Isomax 64,0%

 

 

 

 

дистиллятов с 0,24% серы и 32,2% остатка с 2,03%

 

 

 

 

серы (обессеривание на 84%), в процессе BOC-Iso-

 

 

 

 

max 81,3% дистиллятов с 1,64%

серы и 10,4% остат­

 

 

 

 

ка с 4,93% серы

(обессеривание на 65%).

 

 

 

 

 

 

 

 

Фирмой Esso Research предлагается три варианта

 

 

 

 

получения малосернистого котельного топлива: 1) ва­

 

 

 

 

куумная перегонка, гидроочистка дистиллята и сме­

 

 

 

 

шение гидроочищенного продукта с вакуумным остат­

 

 

 

 

ком (содержание остаточной серы 1—2%); 2) то же -(-

 

 

 

 

•+ деасфальтизация и

добавка

деасфальтизата

к ди­

 

 

 

 

стилляту

для обессеривания

(содержание

остаточной

 

 

 

 

серы 0,5—1,0%); 3) прямая гидроочистка мазута до со­

 

 

 

 

держания серы 0,3—1,8% на новых металлоустойчивых

 

 

 

 

катализаторах со сроком службы

до 2 месяцев

 

 

 

 

 

 

В качестве одного из упрощенных вариантов полу­

 

 

 

 

чения малосернистых котельных топлив (см.2 1 ) пред­

 

 

 

 

лагается легкий термический крекинг нефтяных остат­

 

 

 

 

ков, содержащих менее 2,2% серы, вакуумная перегон­

 

 

 

 

ка, гидроочистка дистиллята и смешение с остатком

 

 

 

 

перегонки

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ромашкинской

 

 

 

 

Изучен процесс легкого гидрокрекинга

 

 

 

 

нефти

в

присутствии

 

доноров

 

водорода.

Содержание

 

 

 

 

серы

снижается

с 1,62

до 1,0%, увеличивается

выход

 

 

 

 

газойля и котельного

топлива

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Обзор процессов гидроочистки дистиллятного сырья.

 

 

 

 

Дальнейший прогресс может быть достигнут только

 

 

 

 

разработкой новых катализаторов, применение кото­

 

 

 

 

рых

позволило

бы снизить

давление

и

температуру,

 

 

 

 

а также облагораживать дистилляты и другими путями,

 

 

 

 

помимо удаления

серы.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 



 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Продолжение

табл. 4

 

 

Объемная

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Давле­

Темпера­

скорость

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Лите­

ние,

тура,

(проточи.

Катализаторы

 

 

 

 

 

 

 

 

Основные результаты

 

 

 

 

рату­

кгс/см г

уст.),

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ра

 

 

ч-»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

150-260

Со + Мо на А12 03

\

 

m

Приведена сводка наиболее применяемых процессов

 

310-430

Со+Мо на А12 03

]

( 1

>

гидрооблагораживания бензина, получаемого в про­

 

 

 

 

 

 

 

цессе производства этилена. Наиболее распространен

 

 

 

 

 

 

 

двухступенчатый процесс фирмы Universal Oil Pro­

 

 

 

 

 

 

 

ducts

(I),

осуществляемый

с

1958 г.

Фирма British

 

170

NiS +

WS2

1

(II)

Petroleum с

1959 г. использует

одноступенчатый

про­

 

200—240

, п

п

цесс

(II), в

котором

катализатор

разделен

на

3

 

355

Со + Мо на А12 03

/

( І І

І >

слоя. На предприятии Leuna (ГДР) осуществлен

 

 

 

 

 

 

 

двухступенчатый

процесс

с

двумя

разными

ката­

 

 

 

 

 

 

 

лизаторами ( I I I ) .

Модификации

гидроочистки

пиро-

 

 

 

 

 

 

 

конденсата разработаны также фирмами Kellogg (1962 г.)

 

 

 

 

 

 

 

и Houdry

(1963 г.). (QM.1 9 3 , 2 1 3 , 2 3 ° , 2 8 1 , soi)

 

 

 

 

343—413

Со + Мо на А1 2 0 3

(I)

 

Дается

сводка

и общая

характеристика

процессов

 

Различные (II)

 

 

 

гидрооблагораживания

смазочных

масел *:

гидродо-

 

 

 

 

 

 

 

очистка

(I),

гидроочистка

и глубокая

очистка

(II).

 

 

 

 

 

 

 

Процесс осуществляется в относительно мягких усло­

 

 

 

 

 

 

 

виях, удаляются нестабильные компоненты и неугле­

 

 

 

 

 

 

 

водородные примеси. Из последних легко удаляются

 

 

 

 

 

 

 

соединения, содержащие кислород и серу,

относительно

 

 

 

 

 

 

 

трудно

(на

10—25%) азотсодержащие

соединения.

 

 

 

 

 

 

 

В процессе I I протекают реакции

изомеризации

(осо­

 

 

 

 

 

 

 

бенно парафинов), гидрирования и деструкции поли­

 

 

 

 

 

 

 

циклических

соединений;

образуются

высокоиндекс­

 

 

 

 

 

 

 

ные масла. При осуществлении процесса в более жест­

 

 

 

 

 

 

 

ких условиях индекс вязкости увеличивается, но вяз­

 

 

 

 

 

 

 

кость и выходы при этом

снижаются

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Приводится неполная

сводка работ по

гидроочистке

 

370-454

 

 

 

 

 

и гидрокрекингу

нефтяных

остатков **

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Подробное описание результатов, полученных в про­

 

 

 

 

 

 

 

цессе

Н-Оіі

(см.3 2 8 > 3 2 9 ) . Два реактора

установки по-

 

 

 

 

 

зволяют добавлять и выводить катализатор. При гид­

 

 

 

 

 

рокрекинге

остатков

катализатор

добавлялся

1 раз

 

 

 

 

 

в сутки, при обессеривании масел 1 раз в несколько

 

 

 

 

 

суток. Продолжительность жизни катализатора от 39—

 

 

 

 

 

40 м3 /кг до

9,3 м3 /кг.

Обессеривание остатков

самых

40

 

 

 

 

различных нефтей достигалось на 75—80%

 

70-150

1,0

Pd

сульфидированный

Испытан новый катализатор гидростабилизации пи-

50***

200

 

A l + Co + Mo

роконденсата (см.3 6 0 )

 

 

 

 

 

Промывка

растворителями закоксованного катализа­

 

 

 

 

 

тора гидрокрекинга снижает на 60% содержание

кокса

28-40

380—400

0,8-1,2

А1 +

Со + Мо;

и

облегчает

последующую регенерацию

катализатора

Al + Ni +

В промышленных условиях гидроочистки дизельного

 

 

 

+ Mo

 

топлива сравнивались два катализатора. Через

20 ме­

 

 

 

 

 

сяцев алюмоникельмолибденовый

катализатор

после

 

 

 

 

 

регенерации

не отличался по активности от свежего,

 

 

 

 

 

а

алюмокобальтмолибденовый — несколько снизил ак­

 

 

 

Ni или Pd на

тивность (см. 2 9 6 )

 

 

 

 

цеолитах

Разработана технологическая схема сочетания про­

 

 

 

 

 

цессов гидрокрекинга и дегидрирования,

позволяющая

 

 

 

 

 

 

 

перерабатывать прямогонные тяжелые бензины в вы­

100

425

1,0

 

Различные

 

сококачественные автомобильные

бензины

 

 

Сравнивались катализаторы второй ступени двухсту­

 

 

 

 

 

 

 

пенчатого гидрокрекинга вакуумных дистиллятов в мо­

 

 

 

 

 

 

 

торные топлива. Испытаны железные, никелевые, пла­

 

 

 

 

 

 

 

тиновые, хромовые, молибденовые

и другие окисные

 

 

 

 

 

 

 

и сульфидные катализаторы на различных носителях.

 

 

 

 

 

 

 

Лучшими оказались Ni и Pt на алюмосиликатах, глав­

 

 

 

 

 

 

 

ным образом никель в частично осерненной форме.

 

 

 

 

 

 

 

Определены нормы очистки сырья от азота в первой

 

 

 

 

 

 

 

ступени; эти нормы тем жестче, чем ниже давление во­

50

400—440

1,0—1,5

Fe на

алюмосиликате

дорода на

второй ступени

 

Проведен опытный пробег установки гидроочпстки

 

 

 

 

 

 

 

дизельного топлива. Из сырья с 0,8—0,9% серы полу­

 

 

 

 

 

 

 

чено товарное дизельное топливо

с 0,19—0,28% серы

* См. также ССЫЛКИ 246,

282,

323—325,

330,

347.

 

 

 

**

См. также ССЫЛКИ 275,

277,

286, 290,

304,

307, 328, 329,

332, 336, 340,

351—358.

 

***

Время контакта (стационарная установка) 4 ч.

 

 

 


 

 

 

 

Продолжение

табл. 4

 

 

Объемная

 

 

 

Давле­

Темпера­

скорость

Катализаторы

Основные результаты

Лите­

ние,

тура,

(проточн.

рату­

кгс/см2

°С

уст.),

 

ра

50

350-425

0,5-5,0

А1 + Со + Мо

 

100

 

 

AI + Со + Мо;

А1 + Ш +

 

 

~

+ Со

 

 

 

 

 

50-150

360-385 0,42-

AI + Со + Мо

 

100

380-420

1,09

Pt на алюмосиликате

0,24—

 

 

0,94

 

 

50

380-390 V

 

А1 + Со + Мо

 

50

400—460

1,0—1,3

WS2

 

20

350-465

0,5

Al + Со + Mo; WS2

250

400-440 0,5-1,6

WS2 + NiS на

A l 2 0 3

50-250

425

1,0

Со + Мо на А12 03

100

400--450 1,0-3,0 Al + Ni + Mo

 

Показано,

что продукт

экстракции

керосино-газой-

370

левой фракции высокосернистой нефти обводненным

 

пиридином может быть гидроочшцен. После этого он

 

становится

пригодным

либо для каталитического кре­

 

кинга, либо для высокотемпературной

гидрогенизации

 

с получением ароматических углеводородов Сб —С1 0

371

Гидрированием

в одну или две ступени из фракций

360—500 °С

сернистой

нефти

получены

различные

 

типы депарафинированных моторных масел, успешно

 

прошедших моторные

испытания

 

 

 

372

Гидроочисткой тяжелого вакуумного дистиллята в пер­

вой ступени

и гидрокрекингом — во второй

ступени

 

можно получить 60% масел, в том числе высокоиндекс­

 

ных, и 40% топлив, в том числе 30% зимнего дизельного

 

топлива

 

 

 

 

 

 

 

 

 

373

Технические парафины и гачи в одноили двухсту­

пенчатом процессе могут быть переработаны в высоко­

 

индексные

смазочные

масла

 

 

 

 

374

Вязкие масла (авиационные, трансформаторные и ма­

сла для

прокатных

станов)

получают

смешением

 

продуктов

гидрирования

и гидрокрекинга

деасфальти-

 

рованных гудронов

 

 

 

 

 

 

375

Глубоким гидрированием фракций сырой нефти,

выкипающих

при 300—400 °С, и фракций

продуктов

 

каталитического

крекинга, выкипающих

при 200—

 

500 °С, получены

специальные

нафтеновые и компрес­

 

сорные масла

 

 

 

 

 

 

 

376

При переработке вакуумного газойля из смеси сер­

нистых нефтей, содержащих 2,16% серы,

получены

 

гидрогенизаты с^0,06—0,26%

серы (в зависимости от

 

давления). Выход тяжелой фракции, выкипающей выше

350 °С, равен 38,3—50,9%. При возвращении этой фрак­

 

ции в цикл выход моторных топлив до 90% , в том числе

 

81—82% малосернистого дизельного топлива

377

Гидрокрекинг в трехфазном

псевдоожиженном слое

катализатора разработан на холодной модели (см.3 3 6 )

 

и проверен на пилотной установке с дистиллятным

 

сырьем и мазутом арланской нефти. Глубина

расщепле­

 

ния и обессеривания значительно больше,

чем в не­

 

подвижном слое катализатора

(см.3 6 2 ). Из

мазута с

 

4,11% серы получено 4,9% бензина, 51,2% дизельного топлива и 38,5% остатка >360° С, содержащего 0,84% серы

100

400--450

1,0-3,0

То же

Гидрокрекинг

в

циркулирующем

потоке

катализа­

378

 

 

 

 

тора проверен на пилотной установке мощностью

 

 

 

 

 

10—35 кг/ч на

обессоленной

отбензиненной

нефти и

 

 

 

 

 

вакуумном

дистилляте.

Расход водорода 0,99—1,12%;

 

 

 

 

 

выход гидрогенизата 89,2—91,0%; содержание серы

 

 

 

 

 

снижается с 1,70-2,01

до

0,25-0,31%.

Остаток

 

 

 

 

 

>330 °С с 0,52% серы может быть получен с выходом

 

 

 

 

Алюмосиликат

35,9%

на нефть. ( С м . 2 6 3 , 2 6 4 , г 9 ° , 3 °7 )

 

 

 

 

 

379

50—140

430--480

1,0

В

схеме

Варга

катализатор FeS04

на

полукоксе

70—140

340--430

0,5-1,5

Окись металла на А12 03

заменен

природным

алюмосиликатом

с

7%

FeS04.

 

 

 

 

 

В первой

 

ступени

удаляется

30% серы,

во второй —

 

 

 

 

 

89,5%

оставшейся.

Из

отбензиненной

романікинской

 

 

 

 

 

нефти получено

41,35% фракции

до

280 °С ((0,0%

 

 

 

 

 

серы, 26,1% фракции 280-360 °С (0,12% серы), 19,35%

 

 

 

 

 

фракции 360—445

°С (0,18% серы),

2,7%

фракции

 

 

 

 

 

445—520

°С (0,17% серы),

6,3% фракции

>520 С

 

100

380--410

0,5-1,0

?

Разработан

катализатор,

устойчивый

в

условиях

380

 

 

 

 

гидроочистки

остатков. При очистке

до 1%

серы он

 

 

 

 

 

работает

 

1500 ч. При 300 кгс/см2 срок службы

увели­

 

 

 

 

 

чивается в 2—3 раза. Регенерация его, однако,

затруд­

 

 

 

 

 

нена, так как он адсорбирует из сырья до 1—3%

никеля

 

 

 

 

 

И 1,5—5,0%

ванадия.

Рекомендуется для переработки

 

 

 

 

 

деасфальтизатов

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Т.

W


 

 

Объемная

Давле­

Темпера­

скорость

ние,

тура,

(проточи.

кгс/см 2

°С

уст.),

 

 

ч - і

— —

100 400—450 1,0

40-60 49-249

150-300 360-440

40 390-430

1,5-1,8 70-90 450-920

100 180-200

50 И 30 380-400 2 и 5—6

28-84 204-371

Ниже

177—316

6,0

обычно­

 

 

го

Продолжение табл. 4

-

Катализаторы

WS2 + NiS на А12 03 (фторпрованный)

A l + N i + Mo и А1 + Со + + Mo

А1 + Мо + Со

Гіалладпевый

Ni + Cr

Al + Co + Mo

То жэ

На основе благородных металлов

 

 

 

 

 

л и т е-

 

 

Основные результаты

 

рату-

 

 

 

 

 

ра

Сообщается о работе пилотной установки (в Канаде)

381

для гидрокрекинга тяжелых остатков, пеков и битумов.

 

В установке использован принцип процесса

Kombi-

 

verfahren (см.1 *8 )

 

 

 

С целью подбора условий одноступенчатого гидро­

382

крекинга вакуумных газойлей до средних дистиллятов

 

испытаны различные катализаторы. Разработан новый

 

катализатор (фторированный), на котором при степени

 

превращения 53,5—69,5% образуется 76—78% фрак­

 

ций >150° С. Катализатор работает 1800 ч, после чего

 

в сырье нужно добавлять фтор (в виде фтортолуола)

 

Описан опыт работы самой крупной в мире установки

383

гидрокрекинга. Установка состоит из двух блоков

 

типа

«изомакс»: первый — одноступенчатый,

перера­

 

батывающий деасфальтизат на сырье для каталитиче­

 

ского

крекинга: второй — двухступенчатый, перераба­

 

тывающий газойли каталитического крекинга на бен­

 

зин и реактивное топливо. Комбинирование с катали­

 

тическим крекингом существенно улучшило показатели

 

и производительность второго

блока

 

 

Описан двухступенчатый процесс гидростабилизации

384

пиробензинов (фирма Kellogg). В первой ступени диены

 

и ацетиленовые углеводороды селективно гидрируются

 

до моноолефинов; продукт первой ступени может быть

 

добавлен в товарный бензин.

Во второй ступени гид­

 

рируются моноолефины и разрушаются сернистые сое­

 

динения, чтобы подготовить продукт к экстракции аро­

 

матических

углеводородов. (См.3 6 0 )

 

385

Разработана и проверена в полупромышленном мас ­

штабе схема получения малосернистого котельного

 

топлива из

высокосернистых!

нефтей с высоким со ­

 

держанием металлов. Схема включает деасфальтизацию мазута (в которой удаляется 90—95% Ni, V, порфиринов и асфальтенов) и гидрирование деасфальтнзата (ср.3 8 0 ) с последующим смешением с гидроочищен­ ным газойлем. Выходы (на нефть): 24,7% бензинов, 5,4% легкого газойля, 25,0% газойля, 39,6% котель­ ного топлива с 1% серы. Расход водорода 0,45%. Катализаторы новые, разработанные на основе стан­ дартных Al + Ni + Mo и Al - f Со + Mo

На примере гидроочистки сырой хайфинской нефти (см.3 5 4 ) сравнены катализаторы с различной кажущейся плотностью. Лучшим катализатором оказался катали­ затор с меньшей кажущейся плотностью

При гидродеалкилировании алкилароматических сое­ динений в качестве донора водорода использован 9,10дигидрофенантрен

Достигается полное гидрирование диенов (бутади- ена-1,3) при гидрировании фракции С4 газов крекинга, к-бутилен и изобутилен затрагиваются незначительно Осуществлено селективное гидрирование циклопентадиена и его димера в циклопентен. Гидрирование побочных продуктов дает бензин с октановым числом 76 Глубоким гидрированием бензинов вторичных про­ цессов получено высококачественное сырье для ката­ литического риформинга с содержанием серы менее

0,003%, азота 0,0002% Доказано, что осернение катализатора сероводородом

снижает коксообразование на 25—30% и увеличивает межрегенерационные пробеги в процессах гидроочистки и гидрокрекинга

Рекламируется новый процесс Unisar — гидрирова­ ние ароматических углеводородов в реактивном то­ пливе. Катализатор не требует предварительной гид­

роочистки

сырья

 

 

Рекламируется новый процесс глубокого гидрирова­

ния для

получения

высококачественных керосинов

и

реактивных

топлив.

Катализатор регенерируемый,

с

длительным

сроком

службы

I